励磁培训5：GEC-300励磁系统.ppt

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GEC-300励磁控制系统黎雄13801063561 1.大机组的普遍应用对可靠性提出了更高的要求2.多目标对励磁调节器的计算性能的要求(电压精度PID/PSS/NOEC,动态与暂态稳定,二级电压控制,高压侧电压控制)3.快速性对励磁调节器的控制性能的要求(自并励快速励磁、高起始励磁、准连续控制dT）4.图形化人机界面的要求（Windows界面,大量消耗CPU资源）5.电厂信息自动化对通讯性能的要求（DCS、LAN、Internet远程调试与维护）6.全方位、及时的客户服务的要求实现方式：集中的单CPU控制vs分散、分层的SoC控制系统需求分析 体系结构IPU:IntellingentPowerUnit智能功率单元，标准6U单元，实现脉冲的直接产生、智能反馈均流及对功率单元的过流、超温停风等就地保护功能AVR:AutoVoltageRegular自动电压调节单元，采用SOC系统级芯片技术、32位DSP技术等实现励磁的快速、准确的调节。可实现高级的控制策略（PSS/LOEC/NPSS）。CAN：ControllerAreaNetwork现场控制总线网络，实现IPU与AVR之间实时、可靠的信息交换。CAN的应用大大减少了IPU与AVR之间的联线电缆，实现独立布置。ECU:ExtendedCommunicationUnit扩展通讯单元，实现图形化可定制的人机面MMI，可与DCS等电厂自动化信息网相连接，进行网络远程发布，实现对客户零距离即时服务。 核心技术SoC系统级芯片技术IPU智能反馈均流TFA高精高速采样CAN总线应用32位DSP技术G语言图形化编程分层的多处理器体系结构网络发布NetworkPublish 7大优势提升用户价值更高的可靠性更高的控制速度更高的控制精度灵活、紧凑的安装方式智能反馈均流图形化人机界面及客户定制远程发布/零距离即时服务 IPU智能功率单元智能反馈均流提高可靠性IPU可作为独立手动单元，方便调试IPU与AVR之间的电缆大大减少，可分离布置IPU可针对本柜功率器件的发热、升温状态进行智能调节DEMO CAN控制局域网高抗电磁干扰性很远的数据传输距离(长达10Km)实时性、高速的数据传输速率(高达1Mbps)可靠的错误处理和检错机制极高总线利用率节点在错误严重的情况下有自动退出功能可用光纤传播，提高抗干扰及传输距离为提高可靠性，可配置为双网络 AVR自动电压调节单元SoC：SystemonChip系统级芯片SoC用单个芯片集成了以往的微处理系统SoC真正实现了“总线不出芯片”SoC提高了抗干扰能力和可靠性SoC目前可实现150MIPS的高性能 TFA高精度高速采样技术性能指标：A/D转换速度:16.7MS（每秒1670万次）总体分析速率：优于10μs(每秒10万次）总体精度：优于0.05％采样精度的提高不仅依赖于幅值离散化精度的提高，还取决于时间离散化的精度的提高TFA方法有效地防止了采样时刻的颤动，提高时间分辨率利用SoC超高速A/D进行密集采样,提高幅值分辨率与抗干扰性能 ECU扩展通讯单元Windows操作界面，图形化语言(G语言）组态用户可以自定义用户界面、外观可与DCS、LAN、Internet等信息化网络连接网络远程发布、远程监视与维护将信息在指定的时间，传送到指定的地点（无限网络技术)专家在线诊断，零距离即时服务DEMO 图形化编程直观明了的图形化开发环境开放且符合工业标准的软件内置编译器加快运行速度可与大量硬件接口（I/O）紧密结合 高可靠性N-1可靠性设计原则任何一个重要部件的失效不会影响系统的控制性能N-2可靠性设计原则任何两个重要部件同时失效仍能保证发电机的励磁N-2原则示例2×IPU故障→发电机励磁电流受到限制2×AVR故障→IPU切换为恒励磁电流运行CAN＋AVR故障→IPU切换为恒励磁电流运行ECU＋AVR故障→通讯、网络功能失效，AVR切换到另一套 功能与技术指标Windows操作系统图形化编程语言（G语言）CPU：PIII－500MHz/128MRAM串行口：3×RS232＋RS485/422网络：10/100兆网络端口150MIPSSoC（内含32bitDSP）存储器：128KwFlashUltra—FastADC：16.7MSPS总统采样精度：优于0.05％单通道分析速度：优于10μs控制刷新速度：1600次/秒符合《DL/T650－1998大型气轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》符合《DL/T843－2003大型气轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》CPU：20MHz256KbitFlash＋8KbitRAMCAN性能：250kbps，不短于250米（可延长）脉冲发生：全数字式，每秒更新300次（50Hz）控制角α：0.004度/码移相范围：3°－170°（可设定） 微机励磁的发展历程1G：第一代，半数字式（模拟变送器）2G：全数字化技术（交流采样、脉冲直接形成）GEC-12.5G:32位DSP图形化人机界面/GEC-23G:分布式多处理器/SoC/智能反馈均流/网络远程分布 GEC-300样机外观 微机励磁的关键技术交流采样技术数字化控制策略脉冲直接形成技术 微机励磁的关键技术交流采样技术采样的精度与速度到底要多高的精度？继电保护----1%or0.5%励磁调节----0.2%静差率与波动的要求Uc=K(Ur-Ut)0.1=200x(Ur-Ut)0.05%!!!与精度相关问题：幅值的量化：A/D10bit,12bit,14bit算法的选择：FourerN=16,20,32时间的量化：初相位，防抖动TFAFourer,N=32,A/D=10,12,14bite=0.1%0.035%0.010%e=??%0.038%0.037%100.0XV 交流采样技术与速度相关问题：闭环反馈系统----量测速度很关键！模拟变送器的方式不宜采用200ms以上采样的时间窗：t=20ms一周波数据数据刷新的时间：T=20ms或T/N=0.625ms脉冲的间隔时间：t=20/6=3.33ms(自并励)励磁机的响应时间：0.1s=100msDL/T843-2003行标要求：30ms微机励磁的关键技术 脉冲直接形成技术脉冲的余弦移相技术：目的：补偿SCR的余弦特性，使之线性化使放大倍数更准确，更直观在1992年的GEC-1上已经应用！微机励磁的关键技术 谢谢！